02牛顿定律习题
牛顿第二定律典型题型
牛顿第二定律典型题型题型1:矢量性:加速度的方向总是与合外力的方向相同。
在解题时,可以利用正交分解法进行求解。
1、如图所示,物体A放在斜面上,与斜面一起向右做匀加速运动,物体A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是 ( )A.斜向右上方 B.竖直向上C.斜向右下方 D.上述三种方向均不可能1、A 解析:物体A受到竖直向下的重力G、支持力F N和摩擦力三个力的作用,它与斜面一起向右做匀加速运动,合力水平向右,由于重力没有水平方向的分力,支持力F N和摩擦力F f的合力F一定有水平方向的分力,F在竖直方向的分力与重力平衡,F向右斜上方,A正确。
2、如图所示,有一箱装得很满的土豆,以一定的初速度在摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动,(不计其它外力及空气阻力),则其中一个质量为m的土豆A受其它土豆对它的总作用力大小应是 ( )A.mg B.mgC.mg D.mg2、C 解析:像本例这种物体系的各部分具有相同加速度的问题,我们可以视其为整体,求关键信息,如加速度,再根据题设要求,求物体系内部的各部分相互作用力。
选所有土豆和箱子构成的整体为研究对象,其受重力、地面支持力和摩擦力而作减速运动,且由摩擦力提供加速度,则有mg=ma,a=g。
而单一土豆A的受其它土豆的作用力无法一一明示,但题目只要求解其总作用力,因此可以用等效合力替代。
由矢量合成法则,得F总=,因此答案C正确。
例3、如图所示,电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?拓展:如图,动力小车上有一竖杆,杆端用细绳拴一质量为m的小球.当小车沿倾角为30°的斜面匀加速向上运动时,绳与杆的夹角为60°,求小车的加速度和绳中拉力大小.题型2:必须弄清牛顿第二定律的瞬时性牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果—产生加速度。
物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。
牛顿第二定律练习题及答案解析
(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!) 1.由牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为() A.牛顿第二定律不适用于静止的物体B.桌子的加速度很小,速度增量极小,眼睛不易觉察到C.推力小于静摩擦力,加速度是负的D.桌子所受的合力为零解析:F=ma中F指合力,用很小的力推桌子时,合力为零,故无加速度.答案: D2.关于速度、加速度和合外力之间的关系,下述说法正确的是()A.做匀变速直线运动的物体,它所受合外力是恒定不变的B.做匀变速直线运动的物体,它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上C.物体受到的合外力增大时,物体的运动速度一定加快D.物体所受合外力为零时,一定处于静止状态解析:匀变速直线运动就是加速度恒定不变的直线运动,所以做匀变速直线运动的物体的合外力是恒定不变的,选项A正确;做匀变速直线运动的物体,它的加速度与合外力的方向一定相同,但加速度与速度的方向就不一定相同了.加速度与速度的方向相同时做匀加速运动,加速度与速度的方向相反时做匀减速运动,选项B错误;物体所受的合外力增大时,它的加速度一定增大,但速度不一定增大,选项C错误;物体所受合外力为零时,加速度为零,但物体不一定处于静止状态,也可以处于匀速运动状态,选项D错误.答案: A3.如右图所示,质量为10 kg的物体在水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,与此同时,物体还受到一个水平向右的推力F=20 N,则物体产生的加速度是(g=10 m/s2)()A.0B.4m/s2,水平向右C.2 m/s2,水平向左D.2 m/s2,水平向右答案: B4.搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车,当力沿斜面向上,大小为F时,物体的加速度为a1;若保持力的方向不变,大小变为2F时,物体的加速度为a2,则()A.a1=a2B.a1<a2<2a1C.a2=2a1D.a2>2a1解析:设总的阻力为F′,第一次推时F-F′=ma1,式子两边同乘以2,得2F-2F′=m·2a1第二次推时,2F-F′=ma2,比较两个式子可以看出a2>2a1,所以D正确.答案: D5.力F1单独作用于某物体时产生的加速度是3 m/s2,力F2单独作用于此物体时产生的加速度是4 m/s2,两力同时作用于此物体时产生的加速度可能是() A.1 m/s2B.5 m/s2C.4 m/s2D.8m/s2解析:由题意,力F1作用于物体的加速度a1=3 m/s2,F2作用于物体的加速度a2=4 m/s2,F1与F2的合力F的范围|F1-F2|≤F≤F1+F2,故两力同时作用于此物体的加速度|a1-a2|≤a≤a1+a2.即1 m/s2≤a≤7 m/s2,故选项A、B、C正确.答案:ABC6.如右图所示,位于水平地面上的质量为m的小木块,在大小为F,方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做匀加速运动.若木块与地面之间的动摩擦因数为μ,则木块的加速度为()A.F/mB.F cos α/mC.(F cos α-μmg)/mD.[F cos α-μ(mg-F sin α)]/m解析:对木块作受力分析,如右图所示,在竖直方向上合力为零,即F sin α+F N=mg,在水平方向上由牛顿第二定律有F cos α-μF N=ma.联立可得a=F cos α-μ?mg-F sin α?m,故选项D正确.答案: D7.如右图所示,物体在水平拉力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,速度为v.现让拉力F逐渐减小,则物体的加速度和速度的变化情况应是() A.加速度逐渐变小,速度逐渐变大B.加速度和速度都在逐渐变小C.加速度和速度都在逐渐变大D.加速度逐渐变大,速度逐渐变小解析:物体向右做匀速直线运动,滑动摩擦力F f=F=μF N=μmg,当F逐渐减小时,F f=μmg不变,所以产生与v方向相反即向左的加速度,加速度的数值a=F f-Fm随F逐渐减小而逐渐增大.因为a与v方向相反,所以v减小.答案: D8.在倾角为37°的光滑斜面上,质量为m的物体以加速度a匀加速下滑.现用沿斜面向上的推力,使物块以1.2a的加速度匀加速向上滑动,则推力的大小是(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)()A.1.2mg B.1.32mgC.1.96mg D.2.2mg解析:在沿斜面方向上,物块匀加速下滑时,有mg sin 37°=ma,①匀加速上滑时,有F-mg sin 37°=1.2ma.②①②联立解得推力F=1.32mg.答案: B9.如右图所示,水平面上质量相等的两木板A、B用一轻质弹簧相连,整个系统处于静止状态.现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动.研究从力F刚作用在木块A上的瞬间到木块B刚离开地面的瞬间这一过程,并且选定该过程中木块A的起点位置为坐标原点,则下列图中可以表示力F和木块A 的位移x之间的关系的是()解析:弹簧的形变量用x′表示,系统处于静止状态时,易知弹簧的压缩量为mg/k;研究从F刚作用在木板A上的瞬间到弹簧刚恢复原长的瞬间这个过程,由牛顿第二定律得:F+kx′-mg=ma,又因为x+x′=mg/k,所以得F=kx+ma;研究从弹簧恢复原长时到木块B刚离开地面的瞬间这个过程,同理得到F=kx+ma.故选项A正确.答案: A10.质量均为m的A、B两个小球之间系一个质量不计的弹簧,放在光滑的台面上.A 紧靠墙壁,如右图所示,今用恒力F将B球向左挤压弹簧,达到平衡时,突然将力撤去,此瞬间()A.A球的加速度为F/(2m)B.A球的加速度为零C.B球的加速度为F/(2m)D.B球的加速度为F/m解析:恒力F作用时,A和B都平衡,它们的合力都为零,且弹簧弹力为F.突然将力F撤去,对A来说水平方向依然受弹簧弹力和墙壁的弹力,二力平衡,所以A球的合力为零,加速度为零,A项错,B项对.而B球在水平方向只受水平向,故C项错,D项对.右的弹簧的弹力作用,加速度a=Fm答案:BD11.如右图所示,电梯与水平面夹角为30°,当电梯加速向上运动时,梯面对人的支持力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?解析:本题分解加速度比分解力更显方便.对人进行受力分析:重力mg、支持力F N、摩擦力F f(摩擦力的方向一定与接触面平行,由加速度的方向可推知F f水平向右).建立直角坐标系:取水平向右(即F f 方向)为x 轴正向,此时只需分解加速度,其中a x =a cos 30°,a y =a sin 30°(如下图所示). 建立方程并求解:x 方向:F f =ma cos 30°y 方向:F N -mg =ma sin 30°所以F f /(mg )=3/5.答案: 3512.某一旅游景区,建有一山坡滑草运动项目.该山坡可看成倾角θ=30°的斜面,一名游客连同滑草装置总质量m =80 kg ,他从静止开始匀加速下滑,在时间t =5 s 内沿斜面滑下的位移x =50 m .(不计空气阻力,取g =10 m/s 2,结果保留2位有效数字)问(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F 为多大?(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大?解析: (1)由位移公式x =12at 2 沿斜面方向,由牛顿第二定律得mg sin θ-F f =ma联立并代入数值后,得F f =m ⎝ ⎛⎭⎪⎫g sin θ-2x t 2=80 N (2)在垂直斜面方向上,F N -mg cos θ=0,又F f =μF N联立并代入数值后,得μ=F f mg cos θ=0.12. 答案: (1)80 N (2)0.12。
牛顿第二定律典型题习题与答案
2.光滑斜面上,放有质量为M的木板,木板上表面粗糙,为使木板能在斜面上静止不动,今有一质量为m的猫在上面奔跑,求猫的运动方向和加速度大小。
解:木板不动,其受力平衡。
设斜面夹角为α则木板受到猫给的沿着斜面向上的力大小为Mgsinα。
则猫受到沿着斜面向下的力总共是(m+M)gsinα其加速度为 a = (m+M)gsinα/m3.在倾斜角α=30°的光滑斜面上,通过定滑轮连接着质量mA=mB=1kg的两个物体,开始使用手拖住A,其离地高h=5m,B位于斜面底端撤去手后,求(1)A即将着地时A的动能(2)物体B离低端的最远距离(斜面足够长)解:1,将AB看作整体,用动能地理,设A的动能为E,则B的动能也为E。
有2E = mgh - mgh/2,带入数据求的E =2,机械能守恒,B的动能完全转化为重力势能,设上升高度为H,则mgH = E ,对应的斜面长度L = 2H =所以,物体B离低端的最远距离为 5+L =4.质量为一千克的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的摩擦因素为,在木板左端放置一块质量为一千克,大小不算的铁块,铁块与动摩擦因素为,取g等于10。
求,当木板长为1m,在铁块上加一个水平向右的恒力8N,多少时间铁块运动到木板右端?解:已知μ=,μ′= 对铁块分析,设铁块的加速度为a ma=F拉-μ′mg 解得a=4m/s²对木板分析,设木板加速度为a′ ma′=μ′mg-μ(m+m)g 解得a′=2m/s² 根据S= 1/2 (a-a′)t² 已知S=1m 将a ,a′ 解得t=1s铁块对地的加速度a1 = (8 - *1*g)/1 = 4木板对地的加速度a2 = (*1*g - *2*g)/1 = 2则铁块对木板的相对加速度a = a1 - a2 = 2 ,铁块对木板的初速度为0有 *at^2 = 1 ,得t = 1s5.如图所示。
已知斜面倾角30°,物体A质量mA=㎏,物体B质量mB=㎏,H=。
第二章 牛顿运动定律习题
第二章 牛顿运动定律班级______________学号____________姓名________________一、选择题1、一轻绳跨过一定滑轮,两端各系一重物,它们的质量分别为1m 和2m ,且21m m > (滑轮质量及一切摩擦均不计),此时系统的加速度大小为a ,今用一竖直向下的恒力g m F 1=代替1m ,系统的加速度大小为a ',则有 ( )(A) a a ='; (B) a a >'; (C) a a <'; (D) 条件不足,无法确定。
2、如图所示,系统置于以g/2加速度上升的升降机内,A 、B 两物块质量均为m ,A 所处桌面是水平的,绳子和定滑轮质量忽略不计。
(1) 若忽略一切摩擦,则绳中张力为 ( )(A) mg ;(B) mg /2;(C) 2mg ;(D) 3mg /4。
(2) 若A 与桌面间的摩擦系数为μ (系统仍加速滑动),则绳中张力为 ( )(A )mg μ; (B) 4/3mg μ;(C) 4/)1(3mg μ+;(D) 4/)1(3mg μ-。
3、一质点沿x 轴运动,加速度与位置的关系为32x a =,且0=t 时,m 1-=x ,m /s 1=v ,则质点的运动方程为( )(A))1/(1+=t x ; (B))1/(1+-=t x ;(C)2)1/(1+=t x ; (D)2)1/(1+-=t x 。
4、三个质量相等的物体A 、B 、C 紧靠在一起,置于光滑2F ϖ水平面上,若A 、C 分别受到水平力1F ϖ、2F ϖ( F 1 > F 2 )的作用,则A 对B 的作用力大小为( )(A)F 1; (B) F 1-F 2 (C) 213132F F + (D) 213132F F -2F ϖ 5、如图所示两个质量分别为A m 和B m 的物体A 和B ,一起在水平面上沿x 轴正向作匀减速直线运动,加速度大小为a ,A 与B 间的最大静摩擦系数为μ,则A 作用于B 的静摩擦力的大小和方向分别是:( )(A)B m g μ与x 轴正方向相反;(B )B m g μ与x 轴正方向相同; (C )B m a 与x 轴正方向相同;(D )B m a 与x 轴正方向相反。
牛顿第二定律练习题
牛顿第二定律双基训练★1.关于牛顿第二定律,正确的说法是( ).【1】(A)物体的质量跟外力成正比,跟加速度成反比(B)加速度的方向一定与合外力的方向一致(C)物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比(D)由于加速度跟合外力成正比,整块砖的重力加速度一定是半块砖重力加速度的2倍答案:BC★2.课本中实验是用以下什么步骤导出牛顿第二定律的结论的( ).【1】(A)同时改变拉力F和小车质量m的大小(B)只改变拉力F的大小,小车的质最m不变(C)只改变小车的质量m,拉力F的大小不变(D)先保持小车质量m不变,研究加速度a与F的关系,再保持F不变,研究a与m的关系,最后导出a与m及F的关系答案:D★3.物体静止在光滑的水平桌面上.从某一时刻起用水平恒力F推物体,则在该力刚开始作用的瞬间( ).【1】(A)立即产生加速度,但速度仍然为零(B)立即同时产生加速度和速度(C)速度和加速度均为零(D)立即产生速度,但加速度仍然为零答案:A★4.合外力使一个质量是0.5kg的物体A以4m/s2的加速度前进,若这个合外力使物体B 产生2.5m/s2的加速度,那么物体B的质量是______kg.【1】答案:0.8★5.完成下表空格中的内容.【2】★★6.在牛顿第二定律公式F=kma中,比例系数k的数值( ).【2】(A)在任何情况下都等于1(B)是由质量m、加速度a利力F三者的大小所决定的(C)是由质量m、加速度a和力F三者的单位所决定的(D)在国际单位制中一定等于1答案:CD★★7.用2N的水平力拉一个物体沿水平面运动时,物体可获得1m/s2的加速度;用3N的水平力拉物体沿原地面运动,加速度是2m/s2,那么改用4N的水平力拉物体,物体在原地面上运动的加速度是______m/s2,物体在运动中受滑动摩擦力大小为______N.【2】答案:3,1纵向应用★★8.一轻质弹簧上端固定,下端挂一重物体,平衡时弹簧伸长4cm,现将重物体向下拉1cm然后放开,则在刚放开的瞬时,重物体的加速度大小为( ).【1.5】(A)2.5m/s2(B)7.5m/s2(C)10m/s2(D)12.5m/s2答案:A★★9.力F1单独作用在物体A上时产生的加速度为a1=5m/s2,力F2单独作用在物体A上时产生的加速度为a2=-1m/s2.那么,力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的范围是( ).【1.5】(A)0≤a≤6m/s2B)4m/s2≤a≤5m/s2(C)4m/s2≤a≤6m/s2(D)0≤a≤4m/s2答案:C★★10.航空母舰上的飞机跑道长度有限.飞机回舰时,机尾有一个钩爪,能钩住舰上的一根弹性钢索,利用弹性钢索的弹力使飞机很快减速.若飞机的质量为M=4.0×103kg,同舰时的速度为v=160m/s,在t=2.0s内速度减为零,弹性钢索对飞机的平均拉力F=______N(飞机与甲板间的摩擦忽略不计).【2】答案:3.2×105★★11.某人站在升降机内的台秤上,他从台秤的示数看到自己体重减少20%,则此升降机的运动情况是______,加速度的大小是______m/s.(g取10m/s2).【2】答案:匀加速下降或匀减速上升,2★★12.质量为10kg的物体,原来静止在水平面上,当受到水平拉力F后,开始沿直线作匀加速运动,设物体经过时间t位移为s,且s、t的关系为s=2t2,物体所受合外力大小为______N,第4s末的速度是______m/s,4s末撤去拉力F,则物体再经10s停止运动,则F=______N,物体与平面的摩擦因数μ=______(g取10m/s2).【4】答案:40,16,56,0.16★★★13.在粗糙的水平面上,物体在水平推力作用下由静止开始作匀加速直线运动,作用一段时间后,将水平推力逐渐减小到零,则在水平推力逐渐减小到零的过程中( ).【2】(A)物体速度逐渐减小,加速度逐渐减小(B)物体速度逐渐增大,加速度逐渐减小(C )物体速度先增大后减小,加速度先增大后减小(D )物体速度先增大后减小,加速度先减小后增大答案:D★★14.如图所示,物体P 置于水平面上,用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G =10N 的重物,物体P 向右运动的加速度为a 1;若细线下端不挂重物,而用F =10N 的力竖直向下拉细线下端,这时物体P 的加速度为a 2,则( ).【2】(A )a 1>a 2 (B )a 1=a 2(C )a 1<a 2 (D )条件不足,无法判断答案:C★★★15.在做“验证牛顿第二定律”的实验时(装置如图所示):【5】(1)下列说法中正确的是( ).(A )平衡运动系统的摩擦力时,应把装砂的小桶通过定滑轮拴在小车上(B )连接砂桶和小车的轻绳应和长木板保持平行(C )平衡摩擦力后,长木板的位置不能移动(D )小车应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车答案:BCD(2)研究在作用力F 一定时,小车的加速度a 与小车质量M 的关系,某位同学设计的实验步骤如下:(A )用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量.(B )按图装好实验器材.(C )把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶.(D )将打点计时器接在6V 电压的蓄电池上,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量..(E )保持小桶及其中砂子的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的M 值,重复上述实验.(F )分析每条纸带,测量并计算出加速度的值.(G )作a -M 关系图像,并由图像确定a 、M 关系.①该同学漏掉的重要实验步骤是______,该步骤应排在______步实验之后.②在上述步骤中,有错误的是______,应把______改为______.③在上述步骤中,处理不恰当的是______,应把______改为______.答案:○1平衡摩擦力,B ○2D ,蓄电池,学生电源G ,a -M ,M1a ★★★16.利用上题装置做“验证牛顿第二定律”的实验时:【8】(1)甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a 和小车所受拉力F 的图像为右图所示中的直线Ⅰ,乙同学画出的图像为图中的直线.直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大.明显超出了误差范围,下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释,其中可能正确的是( ).(A )实验前甲同学没有平衡摩擦力(B )甲同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了(C )实验前乙同学没有平衡摩擦力(D )乙同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了(2)在研究小车的加速度a 和小车的质量M 的关系时,由于始终没有满足M 》m (m 为砂桶及砂桶中砂的质量)的条件,结果得到的图像应是如下图中的图( ).(3)在研究小车的加速度a 和拉力F 的关系时,由于始终没有满足M 》m 的关系,结果应是下图中的图( ).答案:(1)BC (2)D (3)D★★★17.物体在水平地面上受到水平推力的作用,在6s 内力F的变化和速度v 的变化如图所示,则物体的质量为______kg ,物体与地面的动摩擦因数为______.【3】答案:4,0.025★★★18.如图所示,在固定的光滑水平地面上有质量分别为m A 和m B 的木块A 、B .A 、B 之间用轻质弹簧相连接,用水平向右的外力F 推A ,弹簧稳定后,A 、B 一起向右作匀加速直线运动,加速度为a 以向右为正方向.在弹簧稳定后的某时刻,突然将外力F 撤去,撤去外力的瞬间,木块A 的加速度是a A =______,小块B 的加速度是a B =______.【3】答案:AB m a m ,a ★★★19.长车上载有木箱,木箱与长车接触面间的静摩擦因数为0.25.如长车以v =36km /h 的速度行驶,长车至少在多大一段距离内刹车,才能使木箱与长车间无滑动(g 取10m /s 2)?p .27【3】答案:20m★★★20.质量为24kg 的气球,以2m /s 的速度竖直匀述上升.当升至离地面300m 高处时,从气球上落下一个体积很小(与气球体积相比)、质量为4kg 的物体.试求物体脱离气球5s 后气球距地面的高度(g 取10m /s 2).【3】答案:335m★★★21.质量为20kg 的物体若用20N 的水平力牵引它,刚好能在水平面上匀速前进.问:若改用50N 拉力、沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它,使物体由静止出发在水平而上前进2.3m ,它的速度多大?在前进2.3m 时撤去拉力,又经过3s ,物体的速度多大(g 取10m /s 2)?【5】答案:2.3m /s★★★22.一质量为2kg 的物体放在光滑水平面上,初速度为零.先对物体施加向东的恒力F =8N ,历时1s ,随即把此力改为向西,大小不变历时1s ,接着把此力改为向东,大小不变历时1s ……如此反复,只改变力的方向,共历时4s .在这4s 内,画出此过程的a -t 图和v -t 图,并求这4s 内物体经过的位移.【5】答案:a -t 图、v -t 图,如图.位移为8m★★★23.如图所示,半径分别为r 和R 的圆环竖直叠放(相切)于水平面上,一条公共斜弦过两圆切点且分别与两圆相交于a 、b 两点.在此弦上铺一条光滑轨道,且令一小球从b 点以某一初速度沿轨道向上抛出,设小球穿过切点时不受阻挡.若该小球恰好能上升到a 点,则该小球从b 点运动到a 点所用时间为多少?【5】答案:g)r R 2t +=( ★★★24.伽利略的题目:如图所示,试证明,质点从竖直平面内的圆环上的各个点沿弦的方向安装的斜面向滑到最低点D 所用的时间都相等,都等于从最高点A 自由下落到最低点D 所用的时间,假设斜面与质点间无摩擦.【3】答案:略横向拓展★★★25.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中,这个系统的重要元件之一是加速度计.加速度计的构造原理的示意图如图所示.滑导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m 的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k 的弹簧相连,两弹簧的另一端与固定壁相连.滑块原来静止,弹簧处于自然长度.滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导.设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离O 点的距离为s ,则这段时间内导弹的加速度( ).(2001年全国高考试题)【3】(A )方向向左,大小为mks (B )方向向右,大小为m ks (C )方向向左,大小为m 2ks (D )方向向右,大小为m 2ks 答案:D★★★26.如图所示,均匀板可绕中点O 转动,两人站在板上时,板恰能水平静止,AO =2BO .若两人在板上同时开始作初速为零的匀加速运动,板仍保持静止,关于人1和人2的运动方向,加速度的大小,下列判断中正确的是( ).【2】(A )相向运动,a 1:a 2=1:4 (B )相背运动,a 1:a 2=2:1(C )相向运动,a 1:a 2=2:1 (D )相背运动,a 1:a 2=4:1答案:BC★★★★27.在粗糙水平面上放着一箱子,前面的人用与水平方向成仰角θ1的力F 1拉箱子,同时,后面的人用与水平方向成俯角θ2的推力F 2推箱子,此时箱子的加速度为a .如果撤去推力F 2,则箱子的加速度( ).(1996年全国力学竞赛试题)【4】(A )一定增大 (B )一定减小(C )可能不变 (D )不是增大就是减小,不可能不变答案:C★★★★28.如图所示,将金属块m 用压缩的轻弹簧卡在一矩形的箱中.在箱的上顶板和下底板装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动,当箱以a =2.0m /s 2的加速度竖直向上作匀减速运动时,上顶板的压力传感器显示的压力为6.0N ,下底板的压力传感器显示的压力为10.0N (g 取10m /s 2).(1)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器示数的一半,试判断箱的运动情况.(2)要使上顶板压力传感器的示数为零,箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的?【10】答案:(1)匀速直线运动(2)作向上匀加速或向下匀减速直线运动牛顿第二定律的应用双基训练★★★1.竖直向上飞行的子弹,达到最高点后又返回原处,设整个运动过程中,子弹受到的阻力与速率成正比,则整个运动过程中,加速度的变化是( ).【2】(A )始终变小 (B )始终变大(C )先变大后变小 (D )先变小后变大答案:A★★★2.如图所示,质量分别为m 1和m 2的两个物体中间以轻弹簧相连,并竖直放置.今设法使弹簧为原长(仍竖直),并让它们从高处同时由静止开始自由下落,则下落过程中弹簧形变将是(不计空气阻力)( ).【2】(A )若m 1>m 2,则弹簧将被压缩(B )若m 1<m 2,则弹簧将被拉长(C )只有m 1=m 2,弹簧才会保持原长(D )无论m 1和m 2为何值,弹簧长度均不变答案:D★★★3.如图所示,自由下落的小球,从它接触竖直放置的弹簧开始,到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和所受外力的合力变化情况是( ).【2】(A )合力变小,速度变小(B )合力变小,速度变大(C )合力先变小后变大,速度先变大后变小(D )合力先变大后变小,速度先变小后变大答案:C★★★4.如图所示,质量不等的木块A 和B 的质量分别为m 1和m 2,置于光滑的水平面上.当水平力F 作用于左端A 上,两物体一起作匀加速运动时,A 、B 间作用力大小为F 1.当水平力F 作用于右端B 上,两物体一起作匀加速运动时,A 、B 间作用力大小为F 2,则( ).【3】(A )在两次作用过程中,物体的加速度的大小相等(B )在两次作用过程中,F 1+F 2<F(C )在两次作用过程中,F 1+F 2=F(D )在两次作用过程中,2121m m F F答案:ACD★★5.如图所示.质量为M 的框架放在水平地面上,一轻质弹簧上端固定在框架上,下端挂一个质量为m 的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起,当框架对地面的压力为零的瞬间,小球加速度的大小为( ).【2】(A )g (B )m g )m M (- (C )0 (D )mg )m M (+ 答案:D★★★6.如图所示,五块完全相同的木块并排放在水平地面上,它们与地面间的摩擦不计.当用力F 推1使它们共同加速运动时,第2块木块对第3块木块的推力为______.【2】答案:F 53纵向应用★★★7.如图所示,一轻绳绕过轻滑轮,绳的一端挂一个质量为60kg 的物体,另一端有一个质量也为60kg 的人拉住绳子站在地上,现人由静止开始沿绳子向上爬,在人向上爬的过程中( ).【2】(A )物体和人的高度差不变(B )物体和人的高度差减小(C )物体始终静止不动(D )人加速、匀速爬时物体和人的高度差变化情况不同答案:A★★★8.如图所示,车厢里悬挂着两个质量不同的小球,上面的球比下面的球质量大,当车厢向右作匀加速运动(空气阻力不计)时,下列各图中正确的是( ).p .24【2】答案:B★★★9.如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m 的小球,下列关于杆对球的作用力F 的判断中,正确的是( ).【3】(A )小车静止时,F =mgcosθ方向沿斜杆向上(B )小车静止时,F =mgcosθ方向垂直斜杆向上(C )小车向右以加速度a 运动时,θsin mg F = (D )小车向左以加速度a 运动时,22)mg ()ma F +=(,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角为ga arctan =α 答案:D★★★10.如图所示,两上下底面平行的滑块重叠在一起,置于固定的、倾角为θ的斜面上,滑块A 、B 的质量分别为M 、m ,A 与斜面间的动摩擦因数为μ1,B 与A 之间的动摩擦因数为μ2.已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下,滑块上B 受到的摩擦力( ).【3】(A )等于零 (B )方向沿斜面向上(C )大小等于μ1mgcosθ (D )大小等于μ2mgcosθ答案:BC★★★11.如图所示,在光滑水平而上有一质量为M 的斜劈,其斜面倾角为α,一质量为m 的物体放在其光滑斜面上,现用一水平力F推斜劈,恰使物体m 与斜劈间无相对滑动,则斜劈对物块m 的弹力大小为( ).【4】(A )mgcosα(B )αcos mg (C )αcos )m M (mF +(D )αsin )m M (mF + 答案:BD★★★12.如图所示,一轻绳通过一光滑定滑轮,两端各系一质量为m 1和m 2的物体,m 1放在地面上,当m 2的质量发生变化时,m 1的加速度a 的大小与m 2的关系大致如下图所示中的图( ).【3】答案:D★★★13.如图所示,一个轻弹簧,B 端固定,另一端C 与细绳一端共同拉着一个质量为m 的小球,细绳的另一端A 也固定,且AC 、BC 与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2,则烧断细绳的瞬间,小球的加速度a 1=______,弹簧在C 处与小球脱开时小球的加速度a 2=_____.【3】答案:1212gsin ,g )(sin sin θθθθ+ ★★★14.如图所示,斜面倾角为α=30°,斜面上边放一个光滑小球,用与斜面平行的绳把小球系住,使系统以共同的加速度向左作匀加速运动,当绳的拉力恰好为零时,加速度大小为______.若以共同加速度向右作匀加速运动,斜面支持力恰好为零时,加速度的大小为______p .27【5】 答案:g 3,g 33 ★★★15.如图所示,小车上有一竖直杆,总质量为M ,杆上套有一块质量为m 的木块,杆与木块间的动摩擦因数为μ,小车静止时木块可沿杆自由滑下.问:必须对小车施加多大的水平力让车在光滑水平面上运动时,木块才能匀速下滑?【5】答案:g )m M (1F +=μ★★★16.为测定木块与斜面之间的动摩擦因数,某同学让木块从斜面上端自静止起作匀加速下滑运动,如图所示.他使用的实验器材仅限于:①倾角固定的斜面(倾角未知),②木块,③秒表,④米尺.实验中应记录的数据是______,计算动摩擦因数的公式是______.为了减小测量的误差,可采用的办法是______.(1997年上海高考试题)【5】答案:h ,d ,L ,t ;dgt 2L d h 22-=μ;多次测量取平均值的方法 ★★★17.如图所示,传送带上表面水平运动,可以把质量m =20kg的行李包沿水平方向送上平板小车的左端.小车的质量M =50kg ,原来静止停在光滑的水平面上,行李包与小车平板间的动摩擦因数是0.4,小车长1-5m .如果传送带将行李包以v 1=2.8m /s 的速度送上小车,问在这种情况下,行李包在小车上相对于平板车滑行的时间是多少?【5】 答案:0.5s★★★18.风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力.现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室.小球孔径略大于细杆直径,如图所示.(1)当杆在水平方向上同定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍.求小球与杆间的动摩擦因数.(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s 所需时间为多少(sin37°=0.6,cos37°=0.8)?(2000年上海高考试题)【7】 答案:(1)0.5(2)6gs 3g2 ★★★19.如图所示,质发最为0.2kg 的小球A 用细绳悬挂于车顶板的O 点,当小车在外力作用下沿倾角为30°的斜面向上作匀加速直线运动时,球A的悬线恰好与竖直方向成30°夹角.问:(1)小车沿斜面向上运动的加速度多大?(2)悬线对球A 的拉力是多大?g 取10m /s 2.【6】答案:(1)10m /s 2(2)N 32纵向应用★★★20.如图所示是光滑斜面上由静止开始自由下滑的小球的闪光照片,已知闪光频率是每秒10次,图中AB =2.4cm ,BC =7.3cm ,CD =12.2cm ,DE =17.1cm ,据此估算斜面的倾角大小.【5】答案:30°★★★21.如图所示,在光滑水平面上有一密闭水箱,A 、B 、C 三个小球的密度分别为:ρA >ρ水,ρB =ρ水,ρC 〈ρ水,均用细线系在水箱中开始时,水箱静止,细线竖直.现用力向右突然拉动水箱,则().【3】(A )细线均竖直(B )A 线左倾,C 线右倾,B 线竖直(C )细线均左倾(D )A 线右倾,C 线左倾,B 线竖直答案:B★★★22.在水平地面上有一辆运动的平板小车,车上固定一个盛水的烧杯,烧杯的直径为L ,当小车作加速度为a 的匀加速运动时,水面呈如图所示,则小车的加速度方向为______,左右液面的高度差h 为______.答案:向右,gaL ★★★★23.蹦床运动是一种新兴的体育运动项目.运动员在一张水平放置的弹性网上上下蹦跳,同时做出各种优美的姿势.将运动员视为质量为50kg 的质点,在竖直方向上蹦跳的周期为3s ,离弹簧网的最大高度为5m ,则运动员与弹簧网接触期间弹簧网对运动员的平均弹力大小为_____N (g 取10m /s 2).【5】答案:1500★★★★24.如图所示,倾角为α=30°的传送带以恒定速率v =2m /s 运动,皮带始终是绷紧的,皮带AB 长为L =5m ,将质量为m =1kg 的物体放在A点,经t =2.9s 到达B 点,求物体和皮带间的摩擦力.【7】答案:0.8s 前7.5N ,0.8s 后5N★★★★25.如图所示,物体A 、B 的质量m A =m B =6kg ,三个滑轮质量及摩擦均可忽略不计.物体C 与物体A 用细绳相连,细绳绕过三个滑轮,试问物体C 质量为多少时物体B 能够静止不动?【7】答案:m C ≤2kg★★★★26.如图所示,绳子不可伸长,绳和滑轮的重力不计,摩擦不计.重物A 和B 的质量分别为m 1和m 2,求当左边绳上端剪断后,两重物的加速度.【6】答案:g 4m m )2m m (2a 12121++=,g 4m m )2m m (a 12121++= ★★★★27.如图所示,光滑的圆球恰好放存木块的圆弧槽内,它们的左边接触点为A ,槽半径为R ,且OA 与水平面成α角.球的质量为m ,木块的质量为M ,M 所处的平面是水平的,各种摩擦及绳、滑轮的质量都不计.则释放悬挂物P 后,要使球和木块保持相对静止,P 物的质量的最大值是多少?【12】答案:α≤45°时,不论P 多大,小球均不会翻出.α>45°时,ααcot 1cot )m M (m P -+= ★★★★28.如图所示,一条轻绳两端各系着质量为m 1和m 2的两个物体,通过定滑轮悬挂在车厢顶上,m 1>m 2,绳与滑轮的摩擦忽略不计.若车以加速度a 向右运动,m 1仍然与车厢地板相对静止,试问:(1)此时绳上的张力T .(2)m 1与地板之间的摩擦因数μ至少要多大?【12】答案:(1)222a g m T +=(2)22211a g m g m a m +-≥μ。
最新高中物理牛顿第二定律经典例题(精彩4篇)
最新高中物理牛顿第二定律经典例题(精彩4篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高中物理牛顿第二定律经典练习题专题训练(含答案)
高中物理牛顿第二定律经典练习题专题训
练(含答案)
高中物理牛顿第二定律经典练题专题训练(含答案)
1. Problem
已知一个物体质量为$m$,受到一个力$F$,物体所受加速度为$a$。
根据牛顿第二定律,力、质量和加速度之间的关系可以表示为:
$$F = ma$$
请计算以下问题:
1. 如果质量$m$为2kg,加速度$a$为3m/s^2,求所受的力
$F$的大小。
2. 如果质量$m$为5kg,力$F$的大小为10N,求物体的加速度$a$。
2. Solution
使用牛顿第二定律的公式$F = ma$来解决这些问题。
1. 问题1中,已知质量$m$为2kg,加速度$a$为3m/s^2。
将这些值代入牛顿第二定律的公式,可以得到:
$$F = 2 \times 3 = 6 \,\text{N}$$
所以,所受的力$F$的大小为6N。
2. 问题2中,已知质量$m$为5kg,力$F$的大小为10N。
将这些值代入牛顿第二定律的公式,可以得到:
$$10 = 5a$$
解方程可以得到:
$$a = \frac{10}{5} = 2 \,\text{m/s}^2$$
所以,物体的加速度$a$为2m/s^2。
3. Conclusion
通过计算题目中给定的质量、力和加速度,我们可以使用牛顿第二定律的公式$F = ma$来求解相关问题。
掌握这一定律的应用可以帮助我们更好地理解物体运动的规律和相互作用。
高一物理(必修一)《牛顿第二定律》练习题(附答案解析)
高一物理(必修一)《牛顿第二定律》练习题(附答案解析)班级:___________姓名:___________考号:___________一、单选题1.在升降机底部安装一个加速度传感器,其上放置了一个质量为m的小物块,如图甲所示。
升降机从t=0时刻开始竖直向上运动,加速度传感器显示加速度a随时间t变化的图像如图乙所示。
取竖直向上为正方()A.速度不断减小B.加速度先变小再变大C.先是加速度增大的加速运动,后是加速度减小的减速运动D.到最低点时,小孩和杆处于平衡状态5.蹦床运动深受人们喜爱,如图为小明同学在杭州某蹦床馆,利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图。
假设小明仅在竖直方向运动,忽略空气阻力,依据图像给出的物理信息,可得()A.7.5s至8.3s内,运动员先处于失重状态再处于超重状态B.小明的最大加速度为502m/sC.小明上升的最大高度为20mD.小明在整个蹦床过程中机械能守恒θ=︒的光滑斜面上,物块A、B质量分别为m和2m。
物块A静止在轻弹簧上面,6.如图所示,在倾角为30物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力。
已知重力加速度为g,某时刻把细线剪断,当细线剪断瞬间,下列说法正确的是()g g3g二、多选题10.甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,a甲=4 m/s2,a乙=4-m/s2,那么对甲、乙两物体判断正确Mg5参考答案与解析1.C【详解】AB.当a>0时,物块具有向上的加速度,处于超重状态,故AB错误;C.t=t0时刻,a=0,F N=mg,故C正确;D.t=3t0时刻,a=2g,由牛顿第二定律有F N-mg=ma得F N=3mg故D错误。
故选C。
2.D【详解】A.梦天舱和天和舱因之间因冲击对梦天舱和天和舱产生的力大小相等方向相反,可知梦天舱和天可知梦天舱和天和舱的加速度大小不相和舱的加速度方向不同,梦天舱和天和舱的质量不等,根据F ma等,故A错误;B.空间站内的宇航员受到地球的万有引力,由于万有引力全部提供做圆周运动的向心力,所以宇航员处于完全失重状态,故B错误;C.第一宇宙速度为环绕地球做圆周运动的物体的最大速度,可知对接后空间站绕地运行速度小于第一宇宙速度,故C错误;D.对接后空间站的速度会发生变化,若不启动发动机调整轨道,对接后空间站的轨道将会是椭圆,故D正第11 页共11 页。
牛顿第二定律习题(含答案)
牛顿第二定律习题一、不定向选择1、下列说法正确的是()A、物体所受合外力减小,速度可能增大B、只要有力作用在物体上,加速度就不为零C、物体所受合外力的大小不变,其加速度也一定不变D、一个物体不论处于什么运动状态,合外力相同,加速度就相同2、一个物体受到的重力10N,将该物体竖直上抛,运动中受到的空气阻力大小恒为2N,则上升、下降过程中的加速度大小之比是()A. 1:1B. 3:2C. 2:3D. 4:13.设洒水车的牵引力不变,所受阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上行驶原来是匀速的,开始洒水后,它的运动情况将是( C )A.继续作匀速运动. B.变为作匀加速运动.C.变为作变加速运动. D.变为作匀减速运动.4.甲车质量是乙车质量的2倍,把它们放在光滑水平面上,用力F作用在静止的甲车上时,得到2m/s2的加速度.若用力F作用在静止的乙车上,经过2s,乙车的速度大小是( D )A.2m/s. B.4m/s.C.6m/s. D.8m/s.5.如果力F在时间t内能使质量m的物体移动距离s,那么( AD )A.相同的力在相同的时间内使质量是一半的物体移动2s的距离.B.相同的力在一半时间内使质量是一半的物体移动相同的距离.C.相同的力在两倍时间内使质量是两倍的物体移动相同的距离.D.一半的力在相同时间内使质量是一半的物体移动相同的距离.6.原来作匀加速直线运动的物体,当它所受的合外力逐渐减小时,则( B )A.它的加速度将减小,速度也减小.B.它的加速度将减小,速度在增加.C.它的加速度和速度都保持不变.D.它的加速度和速度的变化无法确定.二、填空题7、一个物体受到两个互相垂直的外力的作用,已知F1=6N,F2=8N,物体在这两个力的作用下获得的加速度为2.5m/s2,那么这个物体的质量为kg。
8、一个质量为m=2kg的物体,受到F1=6N、F2 =5N、F3 =4N三个力的作用处于静止状态,若将F1撤除,物体的加速度大小为,方向。
牛顿第二定律练习题(经典好题)
正交分解法1:例. 1.如图5所示:三个共点力,F1=5N,F2=10N,F3=15N,θ=60°,它们的合力的x轴方向的分量Fx为 ________N,y轴方向的分量Fy 为 N,合力的大小为 N,合力方向与x轴正方向夹角为。
12. (8分)如图6所示,θ=370,sin370=0.6,cos370=0.8。
箱子重G=200N,箱子与地面的动摩擦因数μ=0.30。
要匀速拉动箱子,拉力F为多大?2如图所示,质量为m的物体在倾角为θ的粗糙斜面下匀速下滑,求物体与斜面间的滑动摩擦因数。
3.(6分)如图10所示,在倾角为α=37°的斜面上有一块竖直放置的档板,在档板和斜面之间放一个重力G=20N的光滑球,把球的重力沿垂直于斜面和垂直于档板的方向分解为力F1和F2,求这两个分力F1和F2的大小。
4.质量为m的物体在恒力F作用下,F与水平方向之间的夹角为θ,沿天花板向右做匀速运动,物体与顶板间动摩擦因数为μ,则物体受摩擦力大小为多少?:5如图所示,物体的质量,用与竖直方向成的斜向右上方的推力把该物体压在竖直墙壁上,并使它沿墙壁在竖直方向上做匀速直线运动。
物体与墙壁间的动摩擦因数,取重力加速度,求推力的大小。
(,)6如图所示,重力为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N的物体,当绳与水平面成60o角时,物体静止,不计滑轮与绳的摩擦,求地面对人的支持力和摩擦力。
正交分解法2:1如图所示,一个人用与水平方向成=角的斜向下的推力F推一个质量为20 kg的箱子匀速前进,如图(a)所示,箱子与水平地面间的动摩擦因数为=0.40.求:(1)推力F的大小;(2)若该人不改变力F的大小,只把力的方向变为与水平方向成角斜向上去拉这个静止的箱子,如图(b)所示,拉力作用2.0 s后撤去,箱子最多还能运动多长距离?(g取10)。
(F=120 N=2.88 m)2.地面上放一木箱,质量为40kg,用100N的力与水平成37°角推木箱,如图5所示,恰好使木箱匀速前进.若用此力与水平成37°角向斜上方拉木箱,木箱的加速度多大?(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)3如图所示,质量为0. 5 kg的物体在与水平面成角的拉力F作用下,沿水平桌面向右做直线运动.经过0.5s,速度由0. 6 m/s变为0. 4 m/s,已知物体与桌面间的动摩擦因数=0.1,求作用力F的大小(0.43)4. 质量为m的物体放在倾角为的斜面上,物体和斜面的动摩擦因数为,如沿水平方向加一个力F,使物体沿斜面向上以加速度a做匀加速直线运动(如图所示),则F为多少?牛顿第二定律的应用―――连接体问题一、连接体与隔离体两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为连接体。
计算题02牛顿运动定律的综合应用(解析版)-备战2020高考物理满分卷题型专练
计算题02 牛顿运动定律的综合应用时间:40分钟 满分:100分1.(2020·藤东中学高三月考)如图所示,足够长的木板与水平地面间的夹角θ可以调节,当木板与水平地面间的夹角为37°时,一小物块(可视为质点)恰好能沿着木板匀速下滑.若让该物块以大小v 0=10m/s 的初速度从木板的底端沿木板上滑,随着θ的改变,物块沿木板滑行的距离x 将发生变化.取g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)求物块与木板间的动摩擦因数μ;(2)当θ满足什么条件时,物块沿木板向上滑行的距离最小,并求出该最小距离. 【答案】(1) 0.75(2) 4m 【解析】 【详解】(1)当θ=37°时,设物块的质量为m ,物块所受木板的支持力大小为F N ,对物块受力分析,有:mg sin37°=μF N F N -mg cos37°=0 解得:μ=0.75(2)设物块的加速度大小为a ,则有:mg sin θ+μmg cos θ=ma 设物块的位移为x ,则有:v 02=2ax解得:()202sin cos v x g θμθ=+ 令tan α=μ,可知当α+θ=90°,即θ=53°时x 最小 最小距离为:x min =4m2.(2020·银川唐徕回民中学高三)如图所示,一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。
某时刻速度为v 0=2m/s ,此时一质量与木板相等的小滑块(可视为质点)以v 1=4m/s 的速度从右侧滑上木板,经过1s 两者速度恰好相同,速度大小为v 2=1m/s ,方向向左。
重力加速度g =10m/s 2,试求:(1)木板与滑块间的动摩擦因数μ1 (2)木板与地面间的动摩擦因数μ2(3)从滑块滑上木板,到最终两者静止的过程中,滑块相对木板的位移大小。
【答案】(1)0.3(2)120(3)2.75m 【解析】 【分析】(1)对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解; (2)对木板分析,先向右减速后向左加速,分过程进行分析即可; (3)分别求出二者相对地面位移,然后求解二者相对位移; 【详解】(1)对小滑块分析:其加速度为:2221114/3/1v v a m s m s t --===-,方向向右 对小滑块根据牛顿第二定律有:11mg ma μ-=,可以得到:10.3μ=;(2)对木板分析,其先向右减速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到:1212v mg mg mt μμ+⋅= 然后向左加速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到:21222v mg mg mt μμ-⋅= 而且121t t t s +== 联立可以得到:2120μ=,10.5s t =,20.5t s =; (3)在10.5s t =时间内,木板向右减速运动,其向右运动的位移为:01100.52v x t m +=⋅=,方向向右;在20.5t s =时间内,木板向左加速运动,其向左加速运动的位移为:22200.252v x t m +=⋅=,方向向左;在整个1t s =时间内,小滑块向左减速运动,其位移为:122.52v v x t m +=⋅=,方向向左 则整个过程中滑块相对木板的位移大小为:12 2.75x x x x m ∆=+-=。
牛顿第二定律练习题和答案
牛顿第二定律练习题一、选择题1.关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是[ ]A.物体运动的速率不变,其运动状态就不变B.物体运动的加速度不变,其运动状态就不变C.物体运动状态的改变包括两种情况:一是由静止到运动,二是由运动到静止D.物体的运动速度不变,我们就说它的运动状态不变2.关于运动和力,正确的说法是[ ]A.物体速度为零时,合外力一定为零B.物体作曲线运动,合外力一定是变力C.物体作直线运动,合外力一定是恒力D.物体作匀速运动,合外力一定为零3.在光滑水平面上的木块受到一个方向不变,大小从某一数值逐渐变小的外力作用时,木块将作[ ] A.匀减速运动B.匀加速运动C.速度逐渐减小的变加速运动D.速度逐渐增大的变加速运动4.在牛顿第二定律公式F=km·a中,比例常数k的数值:[ ]A.在任何情况下都等于1B.k值是由质量、加速度和力的大小决定的C.k值是由质量、加速度和力的单位决定的D.在国际单位制中,k的数值一定等于15.如图1所示,一小球自空中自由落下,与正下方的直立轻质弹簧接触,直至速度为零的过程中,关于小球运动状态的下列几种描述中,正确的是[ ]A.接触后,小球作减速运动,加速度的绝对值越来越大,速度越来越小,最后等于零B.接触后,小球先做加速运动,后做减速运动,其速度先增加后减小直到为零C.接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处,加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处D.接触后,小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方6.在水平地面上放有一三角形滑块,滑块斜面上有另一小滑块正沿斜面加速下滑,若三角形滑块始终保持静止,如图2所示.则地面对三角形滑块[ ]A.有摩擦力作用,方向向右B.有摩擦力作用,方向向左C.没有摩擦力作用D.条件不足,无法判断7.设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度v成正比.则雨滴的运动情况是[ ] A.先加速后减速,最后静止B.先加速后匀速C.先加速后减速直至匀速D.加速度逐渐减小到零8.放在光滑水平面上的物体,在水平拉力F的作用下以加速度a运动,现将拉力F改为2F(仍然水平方向),物体运动的加速度大小变为a′.则[ ]A.a′=a B.a<a′<2a C.a′=2a D.a′>2a9.一物体在几个力的共同作用下处于静止状态.现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零,又马上使其恢复到原值(方向不变),则[ ]A.物体始终向西运动B.物体先向西运动后向东运动C.物体的加速度先增大后减小D.物体的速度先增大后减小二、填空题10.如图3所示,质量相同的A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动.两球间是一个轻质弹簧,如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间A球加速度为____;B球加速度为________.11.如图4所示,放在斜面上的长木板B的上表面是光滑的,给B一个沿斜面向下的初速度v0,B沿斜面匀速下滑.在B下滑的过程中,在B的上端轻轻地放上物体A,若两物体的质量均为m,斜面倾角为θ,则B的加速度大小为____,方向为_____;当A的速度为(设该时A没有脱离B,B也没有到达斜面底端),B的速度为______.三、计算题12.一个质量m=2kg的木块,放在光滑水平桌面上,受到三个大小均为F=10N、与桌面平行、互成120°角的拉力作用,则物体的加速度多大?若把其中一个力反向,物体的加速度又为多少?13.地面上放一木箱,质量为40kg,用100N的力与水平成37°角推木箱,如图5所示,恰好使木箱匀速前进.若用此力与水平成37°角向斜上方拉木箱,木箱的加速度多大?(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)14.如图13所示,质量60kg的人站在水平地面上,通过定滑轮和绳子(不计其摩擦和绳子质量)竖直向上提起质量为10kg的货物.(1)货物以a1=2m/s2匀加速上升,人对地面压力多大?(2)货物匀加速上升时,其最大加速度为多大(g取10m/s2)?15、(8分)如图所示,质量为lkg的小球穿在斜杆上,斜杆与水平方向的夹角为θ=300,球恰好能在杆上匀速滑动。
牛顿第二定律(习题)
牛顿第二定律1.因果性力是产生加速度的原因,反之不对,没有力也就没有加速度. 2.矢量性公式F =ma 是矢量式,任一瞬时,a 的方向均与F 合方向相同,当F 合方向变化时,a 的方向同时变化.3.瞬时性牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系,a 为某一时刻的加速度,F 为该时刻物体所受合外力.4.同一性有两层意思:一是指加速度a 相对同一惯性系(一般指地球),二是指F =ma 中F 、m 、a 必须对应同一物体或同一个系统.5.独立性作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律,而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和,分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律,即:F x =ma x ,F y =ma y .6.相对性物体的加速度必须是对相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的. 例1 下列关于力和运动关系的几种说法,正确的是( ) A .物体所受合力的方向,就是物体运动的方向 B .物体所受合力不为零时,其速度不可能为零 C .物体所受合力不为零,则其加速度一定不为零 D .物体所受合力变小时,物体一定作减速运动例2 质量为m 的木块,以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动,斜面静止不动,木块与斜面间的动摩因数为μ,如图所示,求:(1)木块向上滑动的加速度;(2)若此木块滑到最大高度后,能沿斜面下滑,下滑时的加速度多大?例3 两个物体A 和B ,质量分别为m 1和m 2,互相接触放在光滑水平面上,如图4-3-2所示,对物体A 施以水平的推力F ,则物体A 对B 的作用力等于( )A .FB .m 2m 1+m 2FC .m 1m 2FD .m 1m 1+m 2F 1.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力F ,当力刚开始作用瞬间( ) A .物体立即获得速度 B .物体立即获得加速度C .物体同时获得速度和加速度D .由于物体没有来得及运动,所以速度和加速度都为零2.下列对牛顿第二定律的表达式F =ma 及其变形公式的理解,正确的是( )①由F =ma 可知,物体受到的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比;②由m =F/a 可知,物体的质量与其所受的合力成正比,与其运动的加速度成反比;③由a =F/m 可知,物体的加速度与其所受的合力成正比,与其质量成反比;④由m =F/a 可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求得.A.①②B.②③C.③④D.①④3.下面四个图象分别表示四个物体的位移、速度、加速度和摩擦力随时间变化的规律.其中反映物体受力不可能...平衡的是()4.下面说法中正确的是()A.同一物体的运动速度越大,受到的合力越大B.同一物体的运动速度变化率越小,受到的合力也越小C.物体的质量与它所受的合力成正比D.同一物体的运动速度变化越大,受到的合力也越大5.一质量为m=1 kg的物体在水平恒力F作用下水平运动,1 s末撤去恒力F,其v-t图象如图4-3-3所示,则恒力F和物体所受阻力F f的大小是()A.F=8 N B.F=9 N C.F f=2 N D.F f=3 N6.一个小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速直线运动.第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a1.第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),加速度为a2.则()A.a1=a2B.a1<a2C.a1>a2D.无法判断7.某一旅游景区,建有一山坡滑草运动项目.该山坡可看成倾角θ=30°的斜面,一名游客连同滑草装置总质量m=80 kg,他从静止开始匀加速下滑,在时间t=5 s内沿斜面滑下的位移x=50 m.(不计空气阻力,取g=10 m/s2,结果保留2位有效数字)问(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大?(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大?8.水平面上有一质量为1 kg的木块,在水平向右、大小为5 N的力作用下,由静止开始运动.若木块与水平面间的动摩擦因数为0.2.(1)画出木块的受力示意图;(2)求木块运动的加速度;(3)求出木块4 s内的位移.(g取10 m/s2)力与速度和加速度的关系例1 关于速度、加速度和合力之间的关系,下述说法正确的是( A ) A .做匀变速直线运动的物体,它所受合力是恒定不变的B .做匀变速直线运动的物体,它的速度、加速度、合力三者总是在同一方向上C .物体受到的合力增大时,物体的运动速度一定加快D .物体所受合力为零时,一定处于静止状态 例2 如图4-3-1所示,质量分别为m A 和m B 的A 和B 两球用轻弹簧连接,A 球用细绳悬挂起来,两球均处于静止状态.如果将悬挂A 球的细线剪断,此时A 和B 两球的瞬时加速度各是多少?拓展探究 (1)例题中将A 、B 间的弹簧换成弹性橡皮条,如图4-3-2甲所示,剪断悬挂A 球的细线的瞬间,A 、B 的加速度分别为多大?(2)在例题中,将A 、B 之间的轻弹簧与悬挂A 球的细绳交换位置,如图4-3-2乙所示,如果把A 、B 之间的细绳剪断则A 、B 两球的瞬时加速度各是多少?图4-3-2牛顿第二定律和正交分解法例3 质量m =1 kg 的球穿在斜杆上,斜杆与水平方向夹角α=30°,球与杆之间的动摩擦因数μ=36,球受到竖直向上的拉力F =20 N ,求球运动的加速度.(g =10 m /s 2)如图4-3-3所示,自动扶梯与水平面夹角为θ,上面站着质量为m 的人,当自动扶梯以加速度a 加速向上运动时,求扶梯对人的弹力F N 和扶梯对人的摩擦力F f .1.关于速度、加速度、合力的关系,下列说法中不正确...的是() A.不为零的合力作用于原来静止物体的瞬间,物体立刻获得加速度B.加速度的方向与合力的方向总是一致的,但与速度的方向可能相同,也可能不同C.在初速度为零的匀加速直线运动中,速度、加速度与合力的方向总是一致的D.合力变小,物体的速度一定变小2.一个质量为2 kg的物体同时受到两个力的作用,这两个力的大小分别为2 N和6 N,当两个力的方向发生变化时,物体的加速度大小可能为( )A.1 m/s2B.2 m/s2C.3 m/s2D.4 m/s23.如图4-3-4所示向东的力F1单独作用在物体上,产生的加速度为a1;向北的力F2单独作用在同一个物体上,产生的加速度为a2.则F1和F2同时作用在该物体上,产生的加速度()A.大小为a1-a2B.大小为a1+a2C.方向为东偏北arctan a2 a1D.方向为与较大的力同向4.关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是()A.公式F=ma中,各量的单位可以任意选取B.某一瞬间的加速度只取决于这一瞬间物体所受的合力,而与这之前或之后的受力无关C.公式F=ma中,a实际上是作用于物体上的每一个力所产生的加速度的矢量和D.物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致5.如图4-3-5所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间的动摩擦因数为μ.现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时,两木块之间的距离是()A.L+μm1gk B.L+μ(m1+m2)gkC.L+μm2gk D.L+μm1m2gk(m1+m2)6.如图所示,用手提一轻弹簧,弹簧下端挂一金属球.在将整个装置匀加速上提的过程中,手突然停止不动,则在此后一小段时间内()A.小球立即停止运动B.小球继续向上做减速运动C.小球的速度与弹簧的形变量都要减小D.小球的加速度减小7.跳伞运动员在下落的过程中,假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比,即F=kv2,比例系数k=20 N·s2/m2,跳伞运动员与伞的总质量为72 kg,起跳高度足够高,则:(1)跳伞运动员在空中做什么运动?收尾速度是多大?(2)当速度达到4 m/s时,下落加速度是多大?8.如图4-3-7所示,在海滨游乐场里有一种滑沙运动.某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后,沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来.如果人和滑板的总质量m=60 kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5,斜坡的倾角θ=37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10 m/s2.求:(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大?(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离BC为L=20.0 m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?9.在高速公路上以v0=108 km/h速度行驶的汽车,急刹车后车轮迅速停止转动,与地面间的动摩擦因数μ=0.8.乘客如果系上安全带,人和车同时停止.如果没有系安全带,由于惯性乘客将以原速度向前冲出,与座位前方硬物碰撞.设碰后人的速度变为反向,大小变为0.2v0,碰撞时间为0.03 s,求系了安全带后可使乘客受到的力减小为不系安全带时撞击力的多少分之一?。
牛顿第二定律练习题(经典好题)
牛顿第二定律练习题(经典好题)1、当质量为m的物体受到水平拉力F作用时,其产生的加速度为a。
若水平拉力变为2F,则物体产生的加速度为2a,即选项C。
2、根据牛顿第二定律,单独作用于某一物体上的力和加速度之间成正比,因此F1/F2=3/1,即F1=3F2.两个力同时作用于该物体时,根据牛顿第二定律,加速度等于合力除以物体质量,因此可得加速度为4m/s2,即选项D。
3、根据牛顿第二定律,物体所受合力等于物体质量乘以加速度。
已知合力为F1+F2=14N,加速度为2.5m/s2,因此可得物体质量为5.6kg。
4、因为弹簧对两球的拉力大小相等,根据牛顿第二定律可得F/2=ma,其中a为两球的加速度。
因此A球的加速度为F/2m,B球的加速度为F/2m,即选项A和C。
5、由于两小球质量相等,因此在细绳烧断的瞬间,它们受到的合力相等,根据牛顿第二定律可得加速度大小相等,即aA=aB=g,即选项A。
6、(1)根据牛顿第一定律,匀速运动时物体所受合力为零,因此F=μG=0.3×200N=60N。
(2)根据牛顿第二定律,物体所受合力等于物体质量乘以加速度加上摩擦力,即F=ma+μmg。
代入已知数据可得F=ma+60N。
因为题目给定了加速度为10m/s2,因此可得F=ma+60N=200N。
7、根据牛顿第二定律,物体所受合力等于物体质量乘以加速度加上摩擦力,其中摩擦力的大小为物体与斜面间的滑动摩擦因数乘以物体所受垂直于斜面的支持力。
因为物体在斜面上匀速下滑,所以合力为零,即mgcosθ=μmgsinθ,解得滑动摩擦因数为μ=tanθ。
8、根据牛顿第一定律,球所受合力为零,因此挡板和斜面所受支持力大小相等,即F1=F2=G/2=10N。
9、物体受到的合力分解成水平方向和竖直方向的分力,其中竖直方向的分力等于物体重力,水平方向的分力等于恒力F的投影。
因为物体做匀速运动,所以水平方向的分力等于摩擦力,即Fcosθ=μmg,解得摩擦力大小为F=μmg/cosθ。
Ch02牛顿运动定律
第二章 牛顿运动定律2-1 有一物体放在地面上,重量为P ,它与地面间的摩擦系数为μ.今用力使物体在地面上匀速前进,问此力F 与水平面夹角θ为多大时最省力.(答案:μθ1tg -=时最省力)2-2 一质量为M ,角度为θ 的劈形斜面A ,放在粗糙的水平面上,斜面上有一质量为m 的物体B 沿斜面下滑,如图.若A ,B 之间的滑动摩擦系数为μ,且B 下滑时A 保持不动,求斜面A 对地面的压力和摩擦力各多大? (画受力图,列出方程,文字运算)(答案:θθμθsin cos cos 2mg mg Mg ++; θμθθ2cos sin cos mg mg - )2-3 如图所示,质量为m =2 kg 的物体A 放在倾角α =30°的固定斜面上,斜面与物体A 之间的摩擦系数μ = 0.2.今以水平力F =19.6 N 的力作用在A 上,求物体A 的加速度的大小. (答案:2m/s 91.0)2-4 一人在平地上拉一个质量为M 的木箱匀速前进,如图. 木箱与地面间的摩擦系数μ=0.6.设此人前进时,肩上绳的支撑点距地面高度为h =1.5 m ,不计箱高,问绳长l 为多长时最省力?(答案:2.92 m )2-5 质量m =2.0 kg 的均匀绳,长L =1.0 m ,两端分别连接重物A 和B ,m A =8.0 kg ,m B =5.0 kg ,今在B 端施以大小为F=180 N 的竖直拉力,使绳和物体向上运动,求距离绳的下端为x 处绳中的张力T (x ).(答案:)2496()(x x T +=)2-6 质量为m 的子弹以速度v 0水平射入沙土中,设子弹所受阻力与速度反向,大小与速度成正比,比例系数为K,忽略子弹的重力,求:(1) 子弹射入沙土后,速度随时间变化的函数式;(2) 子弹进入沙土的最大深度.(答案:m Kt /0e -v ;K m /v 0)α mA F2-7 如图所示,质量为m 的摆球A 悬挂在车架上.求在下述各种情况下,摆线与竖直方向的夹角α 和线中的张力T.(1)小车沿水平方向作匀速运动; (2)小车沿水平方向作加速度为a 的运动.(答案:mg ;22g a m+)2-8 质量为m 的雨滴下降时,因受空气阻力,在落地前已是匀速运动,其速率为v = 5.0 m/s .设空气阻力大小与雨滴速率的平方成正比,问:当雨滴下降速率为v = 4.0 m/s 时,其加速度a 多大?(答案:3.53m/s 2)2-9 已知一质量为m 的质点在x 轴上运动,质点只受到指向原点的引力的作用,引力大小与质点离原点的距离x 的平方成反比,即2/x k f -=,k 是比例常数.设质点在 x =A 时的速度为零,求质点在x =A /4处的速度的大小.(答案:)/(6mA k )2-10 飞机降落时的着地速度大小v =90 km/h ,方向与地面平行,飞机与地面间的摩擦系数μ =0.10,迎面空气阻力为C x v 2,升力为C y v 2(v 是飞机在跑道上的滑行速度,C x 和C y 为某两常量).已知飞机的升阻比K =C y /C x =5,求飞机从着地到停止这段时间所滑行的距离.(设飞机刚着地时对地面无压力)(答案:221 m )2-11 如图,绳CO 与竖直方向成30°角,O 为一定滑轮,物体A 与B 用跨过定滑轮的细绳相连,处于平衡状态.已知B 的质量为10 kg ,地面对B 的支持力为80 N .若不考虑滑轮的大小求:(1) 物体A 的质量. (2) 物体B 与地面的摩擦力. (3) 绳CO 的拉力. (取g =10 m/s 2)(答案:4kg ;34.6 N ;T 2 = 69.3 N )2-12 质量为m 的物体系于长度为R 的绳子的一个端点上,在竖直平面内绕绳子另一端点(固定)作圆周运动.设t时刻物体瞬时速度的大小为v ,绳子与竖直向上的方向成θ角,如图所示.(1) 求t时刻绳中的张力T 和物体的切向加速度a t ;(2) 说明在物体运动过程中a t 的大小和方向如何变化?(答案:θcos )/(2mg R mv -;θsin g )2-13 公路的转弯处是一半径为 200 m 的圆形弧线,其内外坡度是按车速60km/h 设计的,此时轮胎不受路面左右方向的力.雪后公路上结冰,若汽车以40km/h 的速度行驶,问车胎与路面间的摩擦系数至少多大,才能保证汽车在转弯时不至滑出公路?(答案:0.0078)2-14 表面光滑的直圆锥体,顶角为2θ,底面固定在水平面上,如图所示.质量为m 的小球系在绳的一端,绳的另一端系在圆锥的顶点.绳长为l ,且不能伸长,质量不计.今使小球在圆锥面上以角速度ω 绕OH 轴匀速转动,求(1) 锥面对小球的支持力N 和细绳的张力T ; (2) 当ω增大到某一值ωc 时小球将离开锥面,这时ωc 及T又各是多少? (答案:θωθ22sin cos l m mg +;θcos /l g , θcos /mg )2-15 如图所示,质量为m 的钢球A 沿着中心在O 、半径为R 的光滑半圆形槽下滑.当A 滑到图示的位置时,其速率为v ,钢球中心与O 的连线OA 和竖直方向成θ角,求这时钢球对槽的压力和钢球的切向加速度.(答案:)/v cos (2R g m +θ;θsin g )2-16 质量为m 的小球,在水中受的浮力为常力F ,当它从静止开始沉降时,受到水的粘滞阻力大小为f =k v (k 为常数).证明小球在水中竖直沉降的速度v 与时间t 的关系为 ),e 1(/m kt kF mg ---=v 式中t 为从沉降开始计算的时间.。
牛顿第二定律实验练习题(含答案)
牛顿第二定律实验练习题1.关于“验证牛顿运动定律”的实验,下列说法中符合实际的是() A.通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究,能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B.通过保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C.通过保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D.先不改变小车质量,研究加速度与力的关系;再不改变受力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系2.如图所示,在探究牛顿运动定律的演示实验中,若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2,车中所放砝码的质量分别为m1、m2,打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2,则在实验误差允许的范围内,有()A.当m1=m2、F1=2F2时,x1=2x2B.当m1=m2、F1=2F2时,x2=2x1C.当m1=2m2、F1=F2时,x1=2x2D.当m1=2m2、F1=F2时,x2=2x13.若测得某一物体质量m一定时,a与F的有关数据资料如下表所示:a/(m·s-2) 1.98 4.06 5.958.12F/N 1.00 2.00 3.00 4.00(1)根据表中数据,画出a-F图象.(2)根据图象判定:当m一定时,a与F的关系为______________(3)若甲、乙两同学在实验过程中,由于没有按照正确步骤进行实验,处理数据后得出如图所示的a-F图象.试分析甲、乙两同学可能存在的问题:甲:_____________________________________________________乙:_____________________________________________________4.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图(a)所示为实验装置简图.(交流电的频率为50 Hz)(1)图(b)所示为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2.(保留两位有效数字)(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m ,分别得到小车加速度a 与质量m及对应的1m数据如下表:实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度a /m·s -2 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车质量m /kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.671m /kg -14.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60请在下图所示的坐标纸中画出a -1m图线,并由图线求出小车加速度a 与质量倒数1m之间的关系式是________________________5.为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G 1、G 2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G 1、G 2光电门时,光束被遮挡的时间Δt 1、Δt 2都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M ,挡光片宽度为D ,光电门间距离为x ,牵引砝码的质量为m .回答下列问题:(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,如何判定调节是否到位?答:____________________________________________________________________(2)若取M =0.4 kg ,改变m 的值,进行多次实验,以下m 的取值不合适的一个是 A .m 1=5 g B .m 2=15 g C .m 3=40 g D .m 4=400 g(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,求得的加速度的表达式为 ______________________________(用Δt 1、Δt 2、D 、x 表示)6.在用DIS 研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a )所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端.实验中把重物的重力作为拉力F ,改变重物重力重复实验四次,列表记录四组数据.(1)在坐标纸上作出小车加速度a 和拉力F 的关系图线;(2)从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是:__________________________;a /ms -2 2.01 2.98 4.02 6.00 F /N1.002.003.005.003.0 a/ms -2 1.02.0 4.0 2.0 6.0 4.0F /N位移传感器 (接收器)小车位移传感器 (发射器)重物轨道 )a 图((3)如果实验时,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,如图(b)所示.从理论上分析,该实验图线的斜率将___________.(填“变大”,“变小”,“不变”)7.如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律,小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子.沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m ,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg ,将该力视为合外力F ,对应的加速度a 则从打下的纸带中计算得出.多次改变合外力F 的大小,每次都会得到一个相应的加速度.本次实验中,桶内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变.以合外力F 为横轴,以加速度a 为纵轴,画出a -F 图象,图象是一条过原点的直线. ①a -F 图象斜率的物理意义是_________________________________________. ②你认为把沙桶的总重力mg 当作合外力F 是否合理? 答:________.(填“合理”或“不合理”)③本次实验中,是否应该满足M ≫m 这样的条件? 答:________(填“是”或“否”);理由是______________________________________________________.(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶内沙子质量m 不变,在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系.本次实验中,桶内的沙子总质量不变,故系统所受的合外力不变.用图象法处理数据时,以加速度a 为纵横,应该以______倒数为横轴.参考答案位移传感器(接收器) 小车力传感器位移传感器 (发射器)重物轨道 )b 图(1.解析:验证牛顿运动定律的实验,是利用控制变量法,探究加速度a 与合外力F 、物体质量m 的关系,故D 项正确.答案:D2.解析:当m 1=m 2、F 1=2F 2时,由F =ma 可知,a 1=2a 2,再由x =12at 2可得:x 1=2x 2,故A 正确,B 错误;当m 1=2m 2、F 1=F 2时,a 1=12a 2,再由x =12at 2可得:x 1=12x 2,故C 错误,D 正确.答案:AD3.解析:(1)若a 与F 成正比,则图象是一条过原点的直线.同时,因实验中不可避免地出现误差,研究误差产生的原因,从而减小误差,增大实验的准确性,则在误差允许范围内图象是一条过原点的直线即可.连线时应使直线过尽可能多的点,不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧,离直线较远的点应视为错误数据,不予以考虑.描点画图如图所示.(2)由图可知a 与F 的关系是正比例关系.(3)图中甲在纵轴上有较大截距,说明绳对小车拉力为零时小车就有加速度a 0,可能是平衡摩擦力过度所致.乙在横轴上有截距,可能是实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够. 答案:(1)见解析 (2)正比例关系(3)平衡摩擦力时木板抬的过高 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够4.解析:(1)由逐差法得a =a =(x 3+x 4)-(x 1+x 2)(4T )2=[(7.72+7.21)-(6.70+6.19)]×10-216×0.022m/s 2≈3.2 m/s 2 (2)如图所示,a =12mN答案:见解析5.解析:(1)如果气垫导轨水平,则不挂砝码时,M 应能在任意位置静止不动,或推动M 后能使M 匀速运动.(2)应满足M ≫m ,故m 4=400 g 不合适. (3)由v 1=D Δt 1,v 2=DΔt 2,v 22-v 12=2ax可得:a =(D Δt 2)2-(D Δt 1)22x.答案:(1)取下牵引砝码,M 放在任意位置都不动;或取下牵引砝码,轻推滑行器M ,数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt 都相等 (2)D(3)a =(D Δt 2)2-(D Δt 1)22x6. (1) (2)倾角过大 观察图像可以发现,当外力为零 时,加速度a 不等于0,说明在平衡摩擦力时轨道倾角过大,使得重力沿斜面向下的分力大于摩擦力。
牛顿第二定律经典习题训练含答案
精心整理题型一对牛顿第二定律的理解1、关于牛顿第二定律,下列说法正确的是( ) A .公式F =ma 中,各量的单位可以任意选取B .某一瞬间的加速度只决定于这一瞬间物体所受合外力,而与这之前或之后的受力无关C .公式F =ma 中,a 实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和D .物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致 【变式】.从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为( ) A .牛顿的第二定律不适用于静止物体B .桌子的加速度很小,速度增量极小,眼睛不易觉察到C .推力小于静摩擦力,加速度是负的D .桌子所受的合力为零题型二 牛顿第二定律的瞬时性2、如图所示,质量均为m 的A 和B 两球用轻弹簧连接,A 球用细线悬挂起来,两球均处于静止状态.如果将悬挂A 球的细线剪断,此时A 和B 两球的瞬间加速度各是多少? 【变式】.(2010·全国卷Ⅰ)如图4—3—3,轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连,下端与另一质量为M 的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别 为a 1、a 2.重力加速度大小为g .则有( ) A.a1=0,a2=gB.a1=g,a2=gC.a1=0,a2=(m+M)g/MD.a1=g,a2=(m+M)g/M 题型三 牛顿第二定律的独立性3 如图所示,质量m =2kg 的物体放在光滑水平面上,受到水平且相互垂直的两个力F 1、F 2的作用,且F 1=3N ,F 2=4N .试求物体的加速度大小. 【变式】.如图所示,电梯与水平面夹角为30°,当电梯加速向上运动时,梯面对人的支持力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍? 题型四 运动和力的关系4 如图所示,一轻质弹簧一端固定在墙上的O 点,自由伸长到B 点.今用一小物体m 把弹簧压缩到A 点(m 与弹簧不连接),然后释放,小物体能经B 点运动到C 点而静止.小物体m 与水平面间的动摩擦因数μ恒定,则下列说法中正确的是( ) A .物体从A 到B 速度越来越大 B .物体从A 到B 速度先增加后减小 C .物体从A 到B 加速度越来越小D .物体从A 到B 加速度先减小后增加 【变式】.(2010·福建理综高考)质量为2kg 的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.从t =0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F 的作用,F 随时间t 的变化规律如图所示.重力加速度g 取10m/s 2,则物体在t =0至t =12s 这段时间的位移大小为( ) A .18mB .54m C .72mD .198m题型五 牛顿第二定律的应用5、质量为2kg 的物体与水平面的动摩擦因数为0.2,现对物体用一向右与水平方向成37°、大小为10N 的斜向上拉力F ,使之向右做匀加速直线运动,如图甲所示,求物体运动的加速度的大小.(g 取10m/s.)牛顿第二定律经典习题训练班级姓名【变式】.一只装有工件的木箱,质量m =40kg.木箱与水平地面的动摩擦因数μ=0.3,现用200N 的斜向右下方的力F 推木箱,推力的方向与水平面成θ=30°角,如下图所示.求木箱的加速度大小.(g 取9.8m/s 2) 强化练习 一、选择题1.下列说法中正确的是( )A .物体所受合外力为零,物体的速度必为零B .物体所受合外力越大,物体的加速度越大,速度也越大C .物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致D .物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向一致 2.关于力的单位“牛顿”,下列说法正确的是( ) A .使2kg 的物体产生2m/s 2加速度的力,叫做1NB .使质量是0.5kg 的物体产生1.5m/s 2的加速度的力,叫做1NC .使质量是1kg 的物体产生1m/s 2的加速度的力,叫做1N D .使质量是2kg 的物体产生1m/s 2的加速度的力,叫做1N 3.关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是( )A .加速度和力的关系是瞬时对应关系,即a 与F 是同时产生,同时变化,同时消失B .物体只有受到力作用时,才有加速度,但不一定有速度C .任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,但与速度v 不一定同向D .当物体受到几个力作用时,可把物体的加速度看成是各个力单独作用所产生的分加速度的合成 4.质量为m 的物体从高处静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为F f ,加速度a =g ,则F f 的大小是( )A .F f =mgB .F f =mgC .F f =mgD .F f =mg5.如图1所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N 、完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1kg 的物块,在水平地面上当小车做匀速直线运动时,两弹簧测力计的示数均为10N ,当小车做匀加速直线运动时,弹簧测力计甲的示数变为8N ,这时小车运动的加速度大小是( ) A .2m/s 2B .4m/s 2 C .6m/s 2D .8m/s 26.搬运工人沿粗糙斜面把一物体拉上卡车,当力沿斜面向上,大小为F 时,物体的加速度为a 1;若保持力的方向不变,大小变为2F 时,物体的加速度为a 2,则( ) A .a 1=a 2B .a 1<a 2<2a 1 C .a 2=2a 1D .a 2>2a 1 二、非选择题7.如图2所示,三物体A 、B 、C 的质量均相等,用轻弹簧和细绳相连后竖直悬挂,当把A 、B 之间的细绳剪断的瞬间,求三物体的加速度大小为a A 、a B 、a C .8.甲、乙、丙三物体质量之比为5∶3∶2,所受合外力之比为2∶3∶5,则甲、乙、丙三物体加速度大小之比为________.9.质量为2kg 的物体,运动的加速度为1m/s 2,则所受合外力大小为多大?若物体所受合外力大小为8N ,那么,物体的加速度大小为多大?10.质量为6×103kg 的车,在水平力F =3×104N 的牵引下,沿水平地面前进,如果阻力为车重的0.05倍,求车获得的加速度是多少?(g 取10m/s 2)11.质量为2kg 物体静止在光滑的水平面上,若有大小均为10N 的两个外力同时作用于它,一个力水平向东,另一个力水平向南,求它的加速度.12.质量m 1=10kg 的物体在竖直向上的恒定拉力F 作用下,以a 1=2m/s 2的加速度匀加速上升,拉图1 图力F 多大?若将拉力F 作用在另一物体上,物体能以a 2=2m/s 2的加速度匀加速下降,该物体的质量m 2应为多大?(g 取10m/s 2,空气阻力不计)13.在无风的天气里,一质量为0.2g 的雨滴在空中竖直下落,由于受到空气的阻力,最后以某一恒定的速度下落,这个恒定的速度通常叫收尾速度.(1)雨滴达到收尾速度时受到的空气阻力是多大?(g =10m/s 2)(2)若空气阻力与雨滴的速度成正比,试定性分析雨滴下落过程中加速度和速度如何变化. 参考答案1【答案】 BC 答案:D 2答案:B 球瞬间加速度aB =0.aA =2g ,方向向下.答案c 32.5m/s 2答案 4、【答案】 BD 答案:B 5、1234答案:562F 7物体受2g 0 89101112由牛顿第二定律F -m 1g =m 1a 1,代入数据得F =120N.若作用在另一物体上m 2g -F =m 2a 2,代入数据得m 2=15kg.答案:120N 15kg 13、解析:(1)雨滴达到收尾速度时受到的空气阻力和重力是一对平衡力,所以F f =mg =2×10-3N.(2)雨滴刚开始下落的瞬间,速度为零,因而阻力也为零,加速度为重力加速度g ;随着速度的增大,阻力也逐渐增大,合力减小,加速度也减小;当速度增大到某一值时,阻力的大小增大到等于重力,雨滴所受合力也为零,速度将不再增大,雨滴匀速下落.答案:(1)2×10-3N (2)加速度由g 逐渐减小直至为零,速度从零增大直至最后不变5。
牛顿运动定律试题及答案
高一物理牛顿运动定律测试一、选择题:(每题5分,共40分)每小题有一个或几个正确选项。
1.下列对牛顿第二定律表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是( CD )A.由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成正比B.由m=F/a可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动加速度成反比C.由a=F/m可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比D.由m=F/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它受到的合外力而求得2.弹簧秤的秤钩上挂一个物体,在下列情况下,弹簧秤的读数大于物体重力的是AD A.以一定的加速度竖直加速上升B.以一定的加速度竖直减速上升C.以一定的加速度竖直加速下降D.以一定的加速度竖直减速下降3.一物体以 7 m/ s2的加速度竖直下落时,物体受到的空气阻力大小是 ( g取10 m/ s2 ) A.是物体重力的0.3倍 B.是物体重力的0.7倍C.是物体重力的1.7倍 D.物体质量未知,无法判断4、如图所示,在平直轨道做匀变速运动的车厢中,用轻细线悬挂一个小球,悬线与竖直方向保持恒定的夹角θ,则 BCA.小车一定具有方向向左的加速度B.小车一定具有方向向右的加速度C.小车的加速度大小为gtanθD.小车的加速度大小为gcotθ5.在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动,在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧,如图所示,当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中,下列说法正确的是A.物块接触弹簧后即做减速运动B.物块接触弹簧后先加速后减速C.当弹簧处于压缩量最大时,物块的加速度不等于零D.当物块的速度为零时,它所受的合力不为零选择题答题框二、填空题:(每空3分,共14分)11.使质量是1 kg的物体产生1 m / s2 的加速度的合力大小叫做_____________。
12.甲、乙两辆实验小车,在相同的力的作用下,甲车产生的加速度为2m / s2 ,乙车产生的加速度为4.5 m / s2。
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2-7 将质量为10kg的小球挂在倾角 α=300的光滑斜面上(如图)。 (1)当斜面以加速度g/3沿如图所示的 方向运动时,求绳中的张力及小球对斜面的 正压力。 (2)当斜面的加速度至少为多大时,小 球对斜面的正压力为零?
N
f h
β mg
m = tg a
当倾角为β时: mg sin β f = ma a = ( sin β tga cos β) g
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h 1 2 斜面长 L = = at sin β 2 h h 2 2 1 2 t = = a sin β sin β ( sin β tga cos β) 2 h cos a = sin β ( sin βcos a sinacos β )g 2 h cos a = g sin βsin (β a ) cos a h 2 t= g sin βsin (β a )
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(2)
T = mAa + mAg sina
1 = 100× 0.2 +100×9.8 × 2 =12 + 490 = 520N
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2-3 一辆铁路平车装有货物,货物与车 底板之间的静摩擦系数为0.25,如果火车以 30km/h的速度行驶。问要使货物下发生滑 动,火车从刹车到完全静止所经过的最短路 程是多少?
T 1= 2T 2
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m1m2 + m1m3 4 m2m3 2 1.96m/s a1 = m m m m g = m m 4 1 2+ 1 3+ 2 3 2 m1( m2 m3 ) 2 3.92m/s a2 = m m m m g = 1 2+ 1 3+ 4 m2m3 ( a 2 a 1 ) = 3.92 1.96 = 1.96m/s2
x k´
(4) 若 v 0 = 20m/s t =15s 1 1 k ´15 10 20 = 1 -1 m k ´= 300
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2-9 利用一挂在车顶的摆长为l m的单 摆和附在下端的米尺(如图),怎样测出车 厢的加速度?(单摆的偏角很小.)
l
0 1 2 3 结束 目录
已知:l 求: a 解:
t t
(0<t<5) (5<t<7)
10
F/N
先求:0~5s内的 v ,x
o
2
5 7
0
F dt = mv =
2
0
2t dt = t
t/s
x d m =1 v = t = dt 设: x0 = 0
t
2
v 5 = 25m/s
125 3 5 1 x5 = 0 t dt = t 0 = 3 3
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F
T T
B
aB
m Bg
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(1) 当: F 1 = 98N 98 a A= 9.8 = -7.5m/s2 2 × 20 98 a B= 9.8 = -4.9m/s2 2 ×10
(2) 当: F 2 = 196N
a A = a B= 0 T = F1 = 49N 2
两者均为负值,表示根本提不起。
mB=60kg β=600
a
求: a 解:(1)
=300 T
A
B
a
A
β
T mA g
T mAg sina = mAa
mB g sinβ T = mBa
mB g sinβ mAg sina a= mA+ mB 1 3 60 × 100× 2 2 = 60 +100
×9.8 =
T
B
a mBg
0.12m/s2
N
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(2) 当 N = 0 T cosa = ma T sin a mg = 0 g tg a = a g a = tg a = 17m/s2
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2-8 摩托快艇以速率 v0行驶,它受到的 摩擦阻力与速度平方成正比 ,设比例系数为 常数k,则可表示为 F = -k v2.设摩托快艇的 质量为m,当摩托快艇发动机关闭后, (1)求速度v对时间的变化规律。 (2)求路程x对时间的变化规律。 (3)证明速度v与路程x之间有如下关系: v = v0e -k’x (式中的 k’ =k/m。) (4)如果v0=20m/s,经15s后,速度降为 vt=10m/s, 求k’。 (5)画出x、v、a随时间变化的图形。
196 a A= 2 × 20 98 a B= 2 ×10
2 -4.9m/s 9.8 =
a A = a B= 0 T = F2 = 98N 2 结束 目录
9.8 = 0
(3) 当: F 3 = 392N 392 F 0 T = 3 = 392N a A= 9.8 = 2 2 × 20 392 a B= 9.8 = -9.8m/s2 2 ×10
2
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2-5 一滑轮两边分别挂着A和B两物体, 它们的质量分别为 mA= 20kg,mB= 10kg, 今用力 F 将滑轮提起(如图),当下分别等 于 (1)98N, (2)196N, (3)392N, (4)784N时, F 求:物体 A和 B的 加速度以及两边绳中 的张力(滑轮的质量 与摩擦不计)。
a
a
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已知: m=10kg a =300 T a 1 (1) a = 3 g 时 T N 求: a (2) a = ? 时 N = 0 mg 解:(1) T cosa N sina = ma T sin a + N cosa mg = 0 T = mg sina + ma cos a 1 = mg ( sina + cos a) = 77.3N 3 N = mg cos a ma sin a 1 sin a) = 68.4N = mg ( cos a 3
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已知:m = 0.25 v 0 = 30km/h 求:s 解:对于货物 f max = m mg = ma max 货物的最大加速度 a max = m g max = m g 火车的最大加速度 a´ 2 2 vt = 0 v t v 0 = 2 a´s
2 30 ( ) v 3.6 14.2m s= = = 2m g 2× 0.25× 9.8 2 0
已知: M = 50kg m = 0.4 l = 4m v = 4m/s 求: (1 ) a = 0 N = ? f f (2 ) a = 0.2m/s2 N = ? 解: (1 ) 2 f M g = M a N N 2f = M g Mg f = mN N = 613N = 2m (2 ) a = 0.2m/s2
ห้องสมุดไป่ตู้
v = 2m g
2 0
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2-4 用一种钳子夹住一块质量M=50kg 的棍凝土砌块起吊(如图).已知钳子与砌 块接触处的最大静摩擦系数为0.4。如果: (1)钳子匀速上升, (2)钳子以0.2m/s2的加速度上升, (3)钳子在沿水平方向以 4m/s的速度行驶时 ,上端 悬挂点突然停止运动(设悬挂 l 点到砌块重心之间的距离l = 4m),为使砌块不从钳子口滑 出 ,至少必须对砌块施加多 大正压力? 结束 目录
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2-1 质量为m的物体沿斜面向下滑动。 当斜面的倾角为α 时,物体正好 匀速下滑。 问:当斜面的倾角增大到 β 时,物体 从高为 h 处由静止沿到底部需要多少时间?
N fm
β mg
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已知:a β h m 求: t 解:当倾角为α时 , 物体正好匀速下滑。 mg sina f = 0 N mg cos a = 0 f =m N
10
F/N
F dt = mv 7 mv 0 0
7
t
o
5 7
t/s
0
F dt =F~t 图线下的面积 = 35N.s = mv7
35 35 35m/s v7 = = = m 1
5
0
F dt = mv 5 = 25N.s
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v 5 = 25m/s
F = 2t F = 10 5 ( t 5 )
v
v
0
t dv d ´ k t = 2 v 0
∴
v0 v= 1 +v0 k´t
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v0 dx (2) v = = d t 1 +v0 k´t v0 dx = dt 1 +v0 k´t
x =
t
0
v0 dt 1 +v0 k´t
1 ln ( 1 +v0 k´t ) = k´
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v0 (3) x k´= ln ( 1 +v0 k´t ) = ln v v0 v x ´ x k ´ k e e = = v0 v v = v0e
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已知:v 0 F = k v 2 m
求: (1) v ( t ) (2) x ( t ) (3)证明v = v0e
v d 2 解: (1) F = k v = m dt k ∵ k ´= m
-k’x
dv 2 k´v = dt dv d ´ k t = 2 v 1 v 1 k´t v0 =
再求:5~7s内的 v ,x
mv mv 5 = 5 F dt = 5 10 5 ( t 5 ) dt t 2 5 v 5 = 25m/s ( t 5) 5 = 10 t 2 2 5 dx v ( t 5 ) + v 5 50 = = 10 t dt 2 2 5 = 10 t 2 ( t 5 ) 25 7 2 5 ( t 5 ) 25 dt x 7 x 5 = 5 10 t 2 7 3 125 5 2 ( ) x 7 = 5t t 5 25 t 5 + = 105m 3 6 结束 目录